衛(wèi)星信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(共11頁(yè))

1、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書PAGE - PAGE 12 -南京工業(yè)(gngy)大學(xué)衛(wèi)星信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)(shyn)指導(dǎo)書2015年11月目錄(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc188172544 實(shí)驗(yàn)一 數(shù)字衛(wèi)星接收設(shè)置 PAGEREF _Toc188172544 h 3 HYPERLINK l _Toc188172545 實(shí)驗(yàn)二 衛(wèi)星信號(hào)頻譜分析 PAGEREF _Toc188172545 h 4 HYPERLINK l _Toc188172546 實(shí)驗(yàn)三 直播采集源設(shè)置和信道發(fā)布 PAGEREF _Toc188172546 h 4實(shí)驗(yàn)(shyn)一 數(shù)字(shz)衛(wèi)星

2、電視(dinsh)接收系統(tǒng)的搭建實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過本實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解組建一個(gè)多路節(jié)目輸出的數(shù)字衛(wèi)星電視信號(hào)接收系統(tǒng)的方法，了解信號(hào)處理原理和數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)包含的基本參數(shù)以及設(shè)置方法。實(shí)驗(yàn)器材單通道數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī) 5臺(tái)衛(wèi)星地面接收天線 1個(gè)雙本振高頻頭 1個(gè)多路信號(hào)功分器 1個(gè)AV-VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換器 1臺(tái)液晶顯示器 1臺(tái)電纜 若干實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明 通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物和系統(tǒng)搭建，讓學(xué)生了解衛(wèi)星信號(hào)接收和處理的過程。要求學(xué)生利用提供的實(shí)驗(yàn)器材，搭建一個(gè)多通道衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)。并且對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，能夠正常接收電視信號(hào)。實(shí)驗(yàn)步驟（一）C波段衛(wèi)星知識(shí)介紹衛(wèi)星通信是目前國(guó)內(nèi)發(fā)展重點(diǎn)，在許多領(lǐng)域中都有應(yīng)用，例如，廣播電視系

3、統(tǒng)、電信運(yùn)營(yíng)、氣象觀測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、軍事通信系統(tǒng)等等，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)衛(wèi)星通信知識(shí)是很有必要的，本實(shí)驗(yàn)主要介紹衛(wèi)星信號(hào)的接收和處理知識(shí)，本實(shí)驗(yàn)中衛(wèi)星信號(hào)是C波段廣播電視信號(hào)作為信號(hào)分析源。 C波段(bdun)廣播電視信號(hào)介紹如下：C波段信號(hào)的頻率范圍(fnwi)：上行頻率：5925MHz6425 MHz 下行(xixng)頻率：3700 MHz4200 MHz上行頻率是指發(fā)射頻率，下行頻率是指接收頻率。C 波段信號(hào)上行信號(hào)分為垂直極化和水平極化；C 波段信號(hào)下行信號(hào)分為垂直極化和水平極化；極化是兩種不同的傳輸方式；C波段常用的500 MHz帶寬內(nèi)，分為12個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬為36M

4、Hz，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中心頻率間隔40 MHz，通過頻率復(fù)用技術(shù)，利用正交極化方式，可以使轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)目增加一倍?，F(xiàn)代衛(wèi)星通信采用頻率復(fù)用技術(shù)，以增加C波段500 MHz帶寬內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)目，頻率服用可以通過正交極化方式來實(shí)現(xiàn)。通過正交極化來實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用，轉(zhuǎn)發(fā)器工作在不同的極化狀態(tài)，如相鄰頻率一個(gè)工作在水平極化，一個(gè)工作在垂直極化上。由于C波段衛(wèi)星信號(hào)的這個(gè)特征，我們選用PBI的雙極化雙本振高頻頭，即可以接收水平極化上的信號(hào)，同時(shí)也接收垂直極化上信號(hào)。這樣就可以使接收到中星6B上水平極化上的節(jié)目也可以接收到垂直極化上的節(jié)目。使節(jié)目數(shù)目多出一倍，總共42套節(jié)目。天線接收到C波段衛(wèi)星信號(hào)，通過高頻頭后，變成中

5、頻信號(hào)，中頻信號(hào)在（900 MHz2000 MHz）之間。中頻信號(hào)通過功分器，分配給每一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)，對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解碼。衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)將衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解碼，輸出音視頻信號(hào)。衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的操作，接收機(jī)通過設(shè)置固定接收中星6B的電視節(jié)目。通過設(shè)置C波段雙本振，可以接收水平極化和垂直極化的電視節(jié)目。節(jié)目的切換，可以通過接收機(jī)面板上的上下按鈕來調(diào)節(jié)節(jié)目，也可以通過遙控器，來切換接收機(jī)的電視節(jié)目。（二）衛(wèi)星(wixng)信號(hào)的接收 衛(wèi)星信號(hào)的接收由衛(wèi)星地面接收天線(tinxin)、高頻頭和功分器組成，衛(wèi)星地面(dmin)接收天線：用于接收C波段廣播電視信號(hào)作為信號(hào)。信號(hào)頻率范圍在3700 MHz4

6、200 MHz。 雙本振高頻頭：雙本振高頻頭的本振頻率1是5150MHz，本振頻率2是5750MHz。本振頻率1是5150MHz是水平極化本振，本振頻率2是5750MHz是垂直極化頻率。 通過高頻頭以后信號(hào)頻率f！5150F！,F是衛(wèi)星信號(hào)頻率。中頻信號(hào)f頻率在（900 MHz2000 MHz）之間。中頻信號(hào)通過功分器，分配給每一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)，衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)將衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解碼，輸出音視頻信號(hào)。（三）數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)設(shè)置 通過遙控器或是接收機(jī)表面按鈕可以對(duì)接收機(jī)所收到的節(jié)目進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置參數(shù)有節(jié)目的下行頻率、極化方式（垂直和水平）和速率。中星6B上節(jié)目參數(shù)列表：節(jié)目名稱下行頻率極化方式（V水平

7、/H垂直）速率 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=中國(guó)氣象 t _blank 中國(guó)氣象3680V27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=福建東南衛(wèi)視 t _blank 福建東南衛(wèi)視3706H4420 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=湖南衛(wèi)視 t _blank 湖南衛(wèi)視3750H10490 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=湖南金鷹卡通

8、衛(wèi)視 t _blank 湖南金鷹卡通衛(wèi)視3750H10490 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-4 t _blank CCTV-43771H9375 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-西法語(yǔ) t _blank CCTV-西法語(yǔ)3771H9375 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-9 t _blank CCTV-93771H9375 HYPERLINK /starimg.asp

9、?starid=115.5E中星6B&program=四川衛(wèi)視 t _blank 四川衛(wèi)視3786H5440 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=貴州衛(wèi)視 t _blank 貴州衛(wèi)視3796H6930 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=重慶衛(wèi)視 t _blank 重慶衛(wèi)視3807V6000 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=上海東方衛(wèi)視 t _blank 上海東方衛(wèi)視3808H8800 HYPERLINK

10、/starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=上海炫動(dòng)卡通衛(wèi)視 t _blank 上海炫動(dòng)卡通衛(wèi)視3808H8800 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=浙江衛(wèi)視 t _blank 浙江衛(wèi)視3825V6780 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=山東衛(wèi)視 t _blank 山東衛(wèi)視3834V5400 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-1 t _blank CCTV-1

11、3840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-12 t _blank CCTV-123840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-11 t _blank CCTV-113840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-音樂 t _blank CCTV-音樂3840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中

12、星6B&program=CCTV-2 t _blank CCTV-23840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-7 t _blank CCTV-73840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-10 t _blank CCTV-103840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=山西衛(wèi)視 t _blank 山西衛(wèi)視3846V5950 HYPERLINK /s

13、tarimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=河南衛(wèi)視 t _blank 河南衛(wèi)視3854V4420 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=寧夏衛(wèi)視 t _blank 寧夏衛(wèi)視3861V4800 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=農(nóng)林衛(wèi)視 t _blank 農(nóng)林衛(wèi)視3861V9080 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=陜西衛(wèi)視 t _blank 陜西衛(wèi)視3872V9080 HYPE

14、RLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-少兒 t _blank CCTV-少兒3880H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=山東教育 t _blank 山東教育3885V4340 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=江西衛(wèi)視 t _blank 江西衛(wèi)視3892V4420 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=江蘇衛(wèi)視 t _blank 江蘇衛(wèi)

15、視3900V6670 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=甘肅衛(wèi)視 t _blank 甘肅衛(wèi)視3910V6400 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=安徽衛(wèi)視 t _blank 安徽衛(wèi)視3929V8840 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=天津衛(wèi)視 t _blank 天津衛(wèi)視3940V5950 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=北京衛(wèi)視 t _b

16、lank 北京衛(wèi)視3951V9520湖北衛(wèi)視4147H6150青海綜合頻道4158H8680青海衛(wèi)視4158H8680內(nèi)蒙古衛(wèi)視 漢語(yǔ)4171H9200內(nèi)蒙古衛(wèi)視 蒙古語(yǔ)4171H9200中國(guó)廣播網(wǎng)4175V5990河北衛(wèi)視4192V6000實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)衛(wèi)星接收系統(tǒng)(xtng)信號(hào)處理原理，設(shè)計(jì)一個(gè)支持多路視頻輸出的衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)原理，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告里詳細(xì)說明(shumng)其原理。根據(jù)設(shè)計(jì)原理，用提供的設(shè)備搭建衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)，并且通過調(diào)試，使系統(tǒng)正常(zhngchng)工作，記錄搭建、調(diào)試的過程，以及接收機(jī)的參數(shù)設(shè)置方法。實(shí)驗(yàn)二 衛(wèi)星電視信號(hào)頻譜分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庑l(wèi)星信號(hào)頻譜，并對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行

17、頻譜分析。實(shí)驗(yàn)器材單通道數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī) 5臺(tái)衛(wèi)星地面接收天線 1個(gè)雙本振高頻頭 1個(gè)多路信號(hào)功分器 1個(gè)AV-VGA信號(hào)轉(zhuǎn)換器 1臺(tái)液晶顯示器 1臺(tái)電纜 若干3G數(shù)字化頻譜儀 1臺(tái)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明 通過頻譜儀，讓學(xué)生測(cè)試衛(wèi)星信號(hào)頻譜和對(duì)衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度、帶寬、頻率等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)步驟（一）對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行連接 將功分器OUT口接到頻譜儀的射頻輸入口，使電纜連接正常。（二）測(cè)試衛(wèi)星信號(hào) 根據(jù)中星6B上節(jié)目參數(shù)列表中的下行頻率，測(cè)試信號(hào)的頻率、帶寬和信號(hào)強(qiáng)度，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。（三）對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行分析 對(duì)記錄的衛(wèi)星信號(hào)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。得出衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸?shù)囊话闾攸c(diǎn)。由學(xué)生根據(jù)所介紹的知識(shí)和測(cè)試數(shù)據(jù)自

18、行總結(jié)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告說明無線電信號(hào)頻譜測(cè)量原理，根據(jù)該原理，搭建衛(wèi)星電視信號(hào)測(cè)量系統(tǒng)。記錄信號(hào)的測(cè)量結(jié)果，包括測(cè)試信號(hào)的頻率、帶寬和信號(hào)強(qiáng)度。并且查閱相關(guān)資料，根據(jù)鏈路預(yù)算方法，推斷下行信號(hào)發(fā)射功率。實(shí)驗(yàn)(shyn)三 北斗(bi du)衛(wèi)星(wixng)中頻信號(hào)的采集和處理實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜TREK200數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和SDRG200軟件接收機(jī)的操作流程和數(shù)據(jù)處理界面，分析實(shí)際采集的北斗中頻信號(hào)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)打基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)器材UTRE200接收機(jī) 1臺(tái)北斗有源接收天線 1根實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明利用UTRE200接收機(jī)和有源接收天線搭建一個(gè)室內(nèi)的北斗衛(wèi)星信號(hào)采集系統(tǒng)，利用SDRE200軟件接收機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和錄

19、取，并且判斷數(shù)據(jù)的有效性。實(shí)驗(yàn)步驟：整個(gè)實(shí)驗(yàn)分為兩大步驟：1. 北斗中頻數(shù)據(jù)的采集；2. 北斗中頻數(shù)據(jù)的處理。北斗中頻數(shù)據(jù)的采集首先將UTREK200數(shù)據(jù)采集器接入PC機(jī)的USB接口，連接北斗衛(wèi)星天線，在連接北斗衛(wèi)星天線之前請(qǐng)務(wù)必保證天線的可見天空視野良好，無建筑物或金屬物品遮擋在天線上方，然后運(yùn)行UTRE200數(shù)據(jù)采集主程序，彈出程序界面如下圖所示：首先應(yīng)該檢查程序界面左上角的硬件信息以確保硬件通信正常。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前可以對(duì)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)情況(qngkung)進(jìn)行大致判斷，主要包括當(dāng)前可見衛(wèi)星的數(shù)目和強(qiáng)度，這一操作是通過程序界面中的實(shí)時(shí)(sh sh)捕獲功能(gngnng)實(shí)現(xiàn)。在點(diǎn)擊實(shí)時(shí)捕

20、獲頁(yè)面的開始按鈕之后，可以得到實(shí)時(shí)捕獲的結(jié)果，顏色為紫色的色帶表示衛(wèi)星信號(hào)存在，色帶的高度和衛(wèi)星信號(hào)的CN0成正比，所以色帶越高表示衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度越高。如果實(shí)時(shí)捕獲的結(jié)果顯示沒有衛(wèi)星信號(hào)存在，請(qǐng)及時(shí)檢查天線的設(shè)置和射頻電纜的連接。在檢查了實(shí)時(shí)信號(hào)的情況后，就可以回到采集信號(hào)的頁(yè)面，點(diǎn)擊開始按鈕以啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集，衛(wèi)星中頻數(shù)據(jù)以二進(jìn)制文件的形式存儲(chǔ)在PC機(jī)的硬盤上，UTREK200的中頻采樣時(shí)鐘大致為16MHz，2比特量化，所以一秒鐘會(huì)產(chǎn)生約4MByte的數(shù)據(jù)，因此如果采集的時(shí)間較長(zhǎng)則建議采用NTFS類型的磁盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件，因?yàn)镕AT類型的磁盤分區(qū)最大只能存儲(chǔ)4GByte的數(shù)據(jù)文件。當(dāng)采集數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度足

21、夠的時(shí)候，可以點(diǎn)擊停止按鈕以終止數(shù)據(jù)采集，程序界面的右下角顯示當(dāng)前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)，數(shù)據(jù)大小和丟包率等信息。 在完成了北斗中頻數(shù)據(jù)的采集之后，就可以對(duì)中頻數(shù)據(jù)文件進(jìn)行處理了。北斗中頻數(shù)據(jù)的處理對(duì)第一步中得到的中頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以用自行編寫的處理軟件進(jìn)行，也可以用隨機(jī)提供的SDRG200軟件接收機(jī)進(jìn)行，前者的靈活性更高，但對(duì)于使用者的技術(shù)門檻要求較高。運(yùn)行SDRG200軟件接收機(jī)，主程序界面如下圖：SDRG200軟件(run jin)接收機(jī)初始界面打開文件，選擇上一步采集的中頻(zhngpn)數(shù)據(jù)文件，此時(shí)全部快捷工具欄上的按鈕將使能，點(diǎn)擊開始(kish)按鈕則軟件接收機(jī)開始處理中頻數(shù)據(jù)，更詳細(xì)的步驟在SDRG200用戶使用手冊(cè)有詳述，此處略去。在開始處理之前，建議選擇記錄菜單，選擇合適的目錄，并將導(dǎo)航電文、星歷數(shù)據(jù)、原始觀測(cè)量和NMEA0183消息